[发明专利]二氧化碳回收系统

说明书

二氧化碳回收系统，其被配置为通过电化学反应从含二氧化碳的气体分离二氧化碳，该二氧化碳回收系统包括电化学电池(101)，该电化学电池(101)包括工作电极(102)和对电极(103)。工作电极包含CO₂吸附剂。CO₂吸附剂被配置为，当在工作电极和对电极之间施加第一电压时，吸收从对电极流向工作电极的电子并且通过电子的库仑力吸附二氧化碳，而不通过与二氧化碳共享电子轨道来与二氧化碳结合。CO₂吸附剂被配置为，当在工作电极和对电极之间施加不同于第一电压的第二电压时，将电子从工作电极释放到对电极并且解吸二氧化碳。

技术领域

本公开涉及二氧化碳回收系统，其可从含CO₂的气体中回收CO₂。

背景技术

作为回收CO₂的方法，已知热吸附/解吸法，其通过温度波动吸附和解吸CO₂；压力吸附/解吸法，其通过压力波动吸附和解吸CO₂；以及电场吸附/解吸法，其通过电化学吸附和解吸CO₂。电场吸附/解吸法的优点是通过开启和关闭电场可以显著改变CO₂的吸附量，并且不对CO₂吸附/解吸时输入能量不释放。因此，电场吸附/解吸法比热吸附/解吸法和压力吸附/解吸法更有效。

JP 2008-528285 A公开了一种通过电场吸附/解吸方法从气体混合物中分离反应气体(例如CO₂)的气体分离装置。该装置包括浸渍有吸附性化合物的多孔阳极和浸渍有导电液体的多孔阴极。然后，通过从电源装置向阳极和阴极供电，反应气体被吸附性化合物吸附或解吸。

发明内容

然而，在JP 2008-528285 A的装置中，使用酸碱反应进行反应气体的吸附和解吸，并且反应气体通过吸附化合物的特定元素与反应气体之间的化学键来吸附。因此，吸附和解吸反应气体的反应需要时间，并且降低了CO₂回收效率。

鉴于以上几点，本公开的目的是抑制使用电化学电池的电场吸附/解吸二氧化碳回收系统的CO₂回收效率的降低。

为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了二氧化碳回收系统，其通过电化学反应从含有二氧化碳的气体分离二氧化碳。二氧化碳回收系统包括电化学电池，所述电化学电池包括工作电极和对电极。工作电极包含CO₂吸附剂。CO₂吸附剂被配置为当在工作电极和对电极之间施加第一电压时，吸收从对电极流向工作电极的电子并通过电子的库仑力吸附二氧化碳并且不通过与二氧化碳共享电子轨道的方式与二氧化碳结合。CO₂吸附剂被配置为当在工作电极和对电极之间施加不同于第一电压的第二电压时，将电子从工作电极释放到对电极并解吸二氧化碳。

因此，CO₂吸附剂通过电子的库仑力吸附CO₂，因此与通过材料的特定元素与CO₂之间的化学键(即与CO₂共享电子轨道的键)吸附CO₂的材料相比，该CO₂吸附剂可以容易地解吸CO₂。因此，可以抑制CO₂吸附能力的降低和CO₂回收效率的降低。

附图说明

图1示出了第一实施方式的二氧化碳回收系统。

图2示出了CO₂回收装置。

图3示出了电化学电池的截面图。

图4示出了工作电极处CO₂的吸附状态。

图5是用于说明CO₂回收装置在CO₂回收模式和CO₂释放模式下的运作图。